Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НАВОЗНЫХ СТОКОВ СВИНОВОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для обеззараживания навозных стоков свиноводческих комплексов.

Известен способ переработки навозных стоков животноводческих ферм и комплексов (заявка на изобретение №94031559, дата публикации: 10.07.1996), который включает разделение исходных стоков на твердую и жидкую фракции, сбраживание жидких стоков, поступивших на очистную станцию от животноводческих ферм и комплексов района, после чего нагретую сброженную жидкую фракцию несколько раз пропускают через биофильтр-аэротенк до достижения БПК₅ 5-10 мг/л, отстаивают и сбрасывают в водоем, а осадок частично используют для насыщения аэробной микрофлорой жидкой фракции после метанового сбраживания и затем весь осадок подсушивают и используют как удобрение.

Недостатком указанного способа является его сложность и длительность, поскольку проводится в несколько этапов: разделение исходных стоков на твердую и жидкую фракции, сбраживание жидких стоков, нагрев их и пропускание через биофильтр-аэротенк, отстаивание. В связи с этим данный способ весьма трудоемкий и энергетически затратный.

Также известен способ хранения и подготовки к утилизации животноводческих стоков (патент РФ №2407266, кл. C05F 3/06, 2010), включающий накопление животноводческих стоков и разделение их на твердую и жидкую фракции; отделенную твердую фракцию собирают в накопителе, подают на установку компостирования, где проводят биотермическое обеззараживание. Жидкую фракцию подают в поочередно заполняемые карантинные емкости, в которых ее выдерживают не менее 6 суток для выявления эпизоотии, после чего не содержащую болезнетворных микроорганизмов жидкую фракцию направляют через отделитель грубых включений в геомембранное сооружение, где осуществляется психрофильное сбраживание в течение 30-120 суток. Сброженную жидкую фракцию направляют в открытое хранилище, а осадок, оседающий при сбраживании, отбирают путем осуществления его возвратно-поступательного движения и направляют на компостирование.

Данный метод неудобен из-за его длительности, а также весьма трудоемкий и энергетически затратный.

Известен способ переработки бесподстилочного свиного навоза в органическое удобрение (Технология животноводства, 2010, №5-6 (28)), включающий применение для обеззараживания свиноводческих стоков биопрепарата «Тамир» как отдельно, так и совместно с фосфогипсом.

Недостатком данного способа являются дополнительные затраты на используемый биопрепарат «Тамир».

Известен также способ подготовки жидких отходов свиноводческих хозяйств для сельскохозяйственного использования (заявка на изобретение №2009114816, дата публикации: 20.10.2010), включающий реагентную обработку жидкого навоза путем поэтапного введения подкисляющего реагента - суспензию фосфогипса до рН 6,5-7,5 и коагулянта - низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14, который вводят в жидкий навоз в виде 5-10%-ного раствора с дозой 3-30 мг/дм³ по Al₂O₃, с последующим обеззараживанием осадка в аппарате вихревого слоя с подвижными ферромагнитными частицами, взятый за прототип.

Недостатком способа является его трудоемкость и дополнительные затраты на поэтапное введение минеральных компонентов (подкисляющего реагента - суспензию фосфогипса и коагулянта - низкоосновного оксихлорида алюминия марки Аква-Аурат 14).

Техническим результатом является получение жидкого удобрения путем обеззараживания навозных стоков свиноводческих комплексов, снижение трудозатрат и энергоемкости.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки навозных стоков свиноводческих комплексов, согласно изобретению, в жидкий свиной навоз добавляют фосфогипс с рН 3,0-3,5, через 2-3 дня после потери резкого неприятного запаха вносят перегной при следующем соотношении, мас.%:

затем перемешивают до однородной массы и выдерживают субстрат в течение 1-2 месяцев.

Новизна заявленного способа обусловлена тем, что использование фосфогипса с рН 3,0-3,5 позволяет обеззаразить свиноводческие стоки при быстрой потере ими резкого неприятного запаха с малыми трудо- и экономическими затратами.

Использование фосфогипса и перегноя позволяет обогатить свиноводческие стоки кальцием, серой, фосфором, кремнием и другими микроэлементами.

Указанное соотношение компонентов (фосфогипса, перегноя и свиноводческих стоков) и выдерживание субстрата в течение 1-2 месяцев позволяет снизить численность энтеробактерий и яиц гельминтов в жидкой фракции до уровня, позволяющего вносить свиноводческие стоки в почву без ограничений.

Технический результат достигается только при сочетании заявленных признаков, что позволяет за короткий срок, в течение 1-2 месяцев, получить обеззараженное жидкое удобрение из свиноводческих стоков, которое целесообразно использовать в сельском хозяйстве для полива сельскохозяйственных культур, а твердую часть в дальнейшем компостировать.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Способ осуществляется следующим образом: в жидкий свиной навоз добавляют фосфогипс с рН 3,0-3,5. Через 2-3 дня после потери резкого неприятного запаха вносят перегной при следующем соотношении, мас.%: фосфогипс - 7-8, перегной - 1-3, жидкий свиной навоз - остальное. Затем перемешивают до однородной массы и выдерживают субстрат в течение 1-2 месяцев для обеззараживания свиноводческих стоков.

Пример конкретного осуществления способа переработки навозных стоков свиноводческих комплексов

Опыт с жидким свиным навозом проводился на вегетационной площадке кафедры общей биологии и экологии КубГАУ. Опыт заложен в емкостях объемом 5000 см³. Жидкий свиной навоз, используемый в опыте, отобран из корпуса, в котором содержат поросят в возрасте 4 месяцев и старше.

Опыт включает 2 варианта: контрольный (жидкий свиной навоз) и опытный (жидкий свиной навоз + фосфогипс + перегной, соотношение которых зависит от кислотности основных компонентов: свиноводческих стоков и фосфогипса), созданные одновременно. Ежемесячно проводят отбор проб и их анализ для оценки химических и биологических характеристик свиноводческих стоков. Период обеззараживания стоков опытного варианта составил 1-2 месяца, неприятный запах пропадал через 2-3 дня, жидкие стоки обогащались кальцием, серой, фосфором, кремнием и другими микроэлементами.

При отборе проб по истечении месяца с момента заложения опыта было отмечено, что в контрольной емкости, содержащей только жидкий свиной навоз, на поверхности субстрата сформировалась довольно плотная корка. Сам навоз имел насыщенный зеленоватый цвет и характерный запах. В опытной же емкости, содержащей кроме навоза еще и фосфогипс, корка на поверхности субстрата отсутствовала, была заметна бактериальная пленка на поверхности жидкости, и запах на 2-ой-3-й день пропадал. По истечении 1-2 месяцев с момента заложения опыта было отмечено, что в опытной емкости активно идут процессы брожения, о чем свидетельствовало интенсивное выделение молекулярного азота; сам субстрат стал более прозрачным, запах свежего свиного навоза отсутствовал, и корки не образовывалось. Реакция среды (рН) в контрольном варианте по истечении одного месяца составляла 7,4, тогда как с добавлением фосфогипса несколько ниже - 7,2. По истечении двух месяцев с момента заложения опыта реакция среды в опытном варианте снизилась до 6,8-7,0, что связано с кислой средой отхода химического производства (рН фосфогипса 3,0-3,5).

Численность энтеробактерий на начало проведения исследований в опытном и контрольном вариантах была одинакова, а уже через два месяца в опыте титр энтеробактерий снизился до уровня, позволяющего вносить данные стоки в почву без ограничений (10¹), а в контроле остался по-прежнему высоким (10³).

На момент закладки опыта варианты по своим паразитологическим свойствам не удовлетворяли существующим требованиям из-за высокого содержания в них яиц гельминтов: в контроле - 34 шт./л, в опыте - 28 шт./л. Через месяц после закладки опыта численность яиц гельминтов в жидкой фракции контроля осталась прежней, а в опытном варианте уменьшилась до допустимого уровня (менее 1 шт/л.), что связано, очевидно, с осаждением яиц фосфогипсом в твердую фракцию.

Результаты проведенных исследований показывают, что предложенная схема обеззараживания свиноводческих стоков достаточно успешно работает. По истечении 1-2 месяцев с начала проведения исследований в опытной емкости произошло осаждение взвешенных частиц, активизировались процессы брожения, которые способствовали снижению интенсивности неприятного запаха. Внесение фосфогипса способствовало осаждению яиц гельминтов и, следовательно, снижению их численности в жидкой фракции с последующим сосредоточением в осадке.

Заявленный способ весьма прост, позволяет за короткий срок, в течение 1-2 месяцев, получить обеззараженное жидкое удобрение из свиноводческих стоков, которое целесообразно использовать в сельском хозяйстве для полива сельскохозяйственных культур, а твердую часть (осадок) в дальнейшем целесообразно выбирать и отдельно компостировать.